ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.07.2020
Просмотров: 410
Скачиваний: 3
1804 год – французский изобретатель Жозеф Мари Жак-кара создал аццкий станок, в котором для выполнения ткацких операций впервые применил отверстия, пробитые в бумажных (картонных) карточках. С разным набором отверстий обеспечивали различные узоры на плетениях ткани и были соединены между собой в виде ленты.
В чем была соль?
Увидел на выставке паровые двигатели. Сразу все увидел и заценил. Стал использовать в своей вычислительной машине.
-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-
Как считываются перфокарты? В чем же их соль? На более современном уровне. Вот перфокарта. Пробиты отверстия. Всего можно пробить примерно 100 отверстий. На каждого по результатам переписи – перфокарта. Много параметров. Как эту информацию считать? Как это сделал Калерит. В станине пресса были контакты. В том случае, если были дырки, контакты замыкались. И все было ОЧЕНЬ ХОРОШО.
-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-
По оценке исследователей считается, что машина могла быть создана.
Чарльз Бебидж использовал перфокарты для записи переменных. Они предназначались для выборки чисел из памяти в арифметическое устройство и обратного переноса. Дальше.
Были у него операционные карты. Для определения типа операции и подготовке арифметического устройства. Были перфокарты для ввода чисел в машину. В машине предусматривался вывод в виде пробивки цифровых карт или печатание результата. Бебидж предусмотрел в машине команду (команда условного переноса), благодаря которой машина выбирает, по какому пути вести вычисления в случае появления того или иного признака.
Ввод в машину команды условного перехода ознаменовал начало замены машины не только вычислительной работы человека, но и логических операций, которых проводит человек.
Среди ученых, которых понимали важность принципа действия аналитической машины, была математик Ада Августа Лавлейс (1815-1852 год).
Для того, чтобы добиться дальнейшего развития идеи разностной машины, Бебидж организовывает научную конференцию в Италии, где выступает с курсом публичных лекции, где рассказывает об устройстве аналитической машины. Один из участников конференции пишет статью, которая называется «Очерк об аналитической машине, изобретенной ЧБ» на итальянском языке. Требовался срочный перевод на английский. Автор был удивлен, переведенную на английский с заметками от «АЛЛ».
--
Развитие идей Чарльза Бебиджа в XX веке.
1909 год – Перси Ладгейт предложил идею проекта машины ЧБ. Машину предполагалось построить на механических элементах, а управление при помощи широкой перфоленты.
1914 – Л.Торрес-и-Кеведа предложил создать универсальную вычислительную машину с использованием электромеханических реле. На практике создали автоматически действующие множительное устройство, соединенное с пишушей машинкой. Действие прибора 1920 в Париже. Томпсон – 100 лет.
Оба автора ссылались на ЧБ как основоположника идеи программного управления вычислительных машин. С развитием теории электричества возникла идея применять слабые токи в вычислительных машинах.
Электрическое РЕЛЕ – соль в следующем – брали катушку, на катушку наматывался провод – получалась индуктивность. Если на катушку подать напряжение, то протекал ток. Катушка превращалась в электромагнит. Если вставить сердечник, магнитное поле училивается. Если разместить рядом пластинку из металла, то она будет притягиваться к сердечнику. Если притягивается, произойдет замыкание некоторых контактов.
19.10.2011
Электромеханический период развития вычислительных средств. Герман Холлерик и его табуляционный комплекс.
Счетно-перфорационное устройство, области и масштабы применений.
В США с конца XIX века начинали производиться переписи населения 1 раз в 10 лет. Первая перепись – 1880 год - 50 миллионов человек. Результат – обработка результатов 7,5 лет. В связи с этим появилась необходимость в государственно органе – бюро цензов. Задача – уменьшить время по расчетам. Одним из предложений выдвинул Герман.
Герман (1860-1929) в 1887 году создал комплект устройств на основе табулятора предназначенных для записи данных на перфокарты и их дальнейшей обработке.
1879 год – заканчивает горную школу при Колумбийском университете и приглашается для работы в бюро цензов. Механизацией обработки данных и исследованием процессов ему предлагает заняться доктор Джон Биллингси – один из руководителей подразделений бюро цензов. Первоначально Холеррист считал использование перфоленты наиболее лучшим (можно было транспортировать), однако отказался от этой идеи и разработал специальную перфокарту, на которую наносились в форме пробивок все данные об одном человеке, регистрируемые в ходе переписи населения. Холлерит заменил индивидуальную карточку перфокартой, где на место символьного ответа на вопрос с карандашной меткой варианта ответа пробивалось отверстие. Обычно на ответ на один вопрос использовалась одна колонка перфокарты, что позволяло фиксировать 10 вариантов ответа.
Вторая идея Холерита – создание первого в мире счетного перфорационного комплекса. Он включал в себя входной перфоратор для пробивки отверстий и табулятор Холлярита, в состав которого входило устройство сортировки перфокарт. Производительность комплекса – 80 карточек в час.
Табулятор. Назначение и основные характеристики.
В чем была соль?
Состоял из двух частей (воспринимающий пресс , где была неподвижная часть пресса со ртутью и подвижная часть, где имелась несколько десятков рядов металлических стержней). Первый табулятор имел 70 счетчиков, каждый из которых мог считать до 10000. После пропуска определенной группы перфокарт показания счетчика записывались в таблицу и сбрасывались. Один рабочий мог пропустить через машину за один рабочий день 10000 перфокарт, в среднем 49 карт в минуту. В 1889 году состоялись испытания системы Холлерита при пробной переписи 4 районов города Сант-Луи. По сравнению с другими системами, на комплексах Холлерита – 78 часов, на других в два раза больше. Наибольший бонус был достигнут при работе с табулятором. Комиссия оценивала экономический эффект в 600К долларов. На практике экономический эффект оказался более значительным, результаты переписи были обработаны за 2 года. Табулятор Холлерита получил международное признание.
В начале 20 века машины Холлерита получают применение на железных дорогах США для проверки отчетности о стоимости перевозок, в промышленных корпорациях – для проведения отчетности, анализа ведомости на зарплату, учета поступающего сырья. В крупных торговых фирмах – для ведения статистики продаж. В страховых компаниях – 1905-1906 годах по инициативе бюро цензов выделяется 40М долларов на экспериментальную работу в области табуляторов. Основная задача исследования – получение результатов аналитических и изготовление необходимого количества табуляторов для нужд государства. 1896 год – Холлерит организует фирму по изготовлению табуляторов и сопутствующих материалов.
1911 год – Холлерит продает свою фирму, которая сливается с 3 другими фирмами – в результате чего создается компания, получившая в 1924 году название «IBM – International business machines». На протяжении своей жизни Холлерит работал, получил 31 патент США. Разработал электрическую сортировальную работу, обеспечил автоматическую подачу карт в табулятор.
Счетно-перфорационное устройство. Масштабы применения.
Счетные перфорационные машины широко применялись для оперативного планирования, учета, статических и инженерно-технических расчетах. Особо большое распространение машины получили на технических предприятиях для учета заработной платы и материальных ценностей.
Запишите дальше.
Процесс обработки на счетно-перфорационных устройствах делятся на 4 цикла.
-
Перфорация – нанесение данных исходного документа в виде пробивок на перфокарту
-
Контроль перфорации – проверка соответствия пробивок на перфокарте с исходным документом.
-
Сортировка перфокарт – распределение перфокарт по группам для следующей обработки на табуляторе.
-
Табуляция – подсчет отсортированных перфокарт с учетом какого-либо признака.
Каждая из этих работ выполняется на специально созданной для этого машине - перфораторах, контролльниках, сортировках, табуляторах. Сортировка, табулятор и несколько контроллеров перфораторов составляет основной комплекс счетно-арифметических машин.
Перфоратор служит для пробивки отверстий в перфокартах. Контрольник служит для проверки правильности перенесения информации из исходного документа на перфокарту. Сортировальная машина служит для группирования перфокарт по признакам для дальнейшей обработке их на табуляторе. Табулятор является основной машиной счетно-арифметического комплекса.
В нашей стране применение счетно-арифметической техники относится к началу 1930 годов. 1938 год – табуляторы стали использоваться при математических расчетах. В академии наук СССР создается счетно-машинная станция. Нашим конструкторам принадлежит создание первого итогового перфоратора Лазовского – печатающего одновременно итоговую ленту – Галиева.
1946 год – ИБМ выпускает электронно-вычислительный перфоратор ИБМ 604, представляющего собой комбинацию перфоратора и электронного блока, выполняющего все арифметические операции. В СССР аналогичная модель называется Т-5МВ и Т-5МУ.
Первая счетная машина была разработана американским ученым Вантером Бушем 1930 год. Была названа дифференциальным анализатором. Была способна решать сложные математические задачи, приводилась в действие электричеством. Для хранения информации в ней использовались электронные ленты, подобные тем, которые применялись в те годы в радиоприемниках. Машина имела громадные размеры, занимала целую комнату. 1942 год – поздняя модель – имела массу 200Т. Был шаг вперед в плане развития новых вычислительных средств в истории развития человечества. Использовались РЕЛЕ и созданные на их базе триггеры.
Тема сегодняшнего занятия – пареллельные вычислительные машины.
Первый вопрос – создание РВМ в Германии.
Второй вопрос – вычислительная машина Говарда Эйкена.
Третий вопрос – дальнейшее развитие программно-управляемых РВМ.
Четвертый вопрос – есть вопросы?
Вернемся к развитию вычислительной техники.
Первый проект в механической вычислительной машине в Германии был выполнен выпускником высшей технической школы, инженером-строителем 1936 году К. Цузе (Ц-1, Z-1)
Имела память емкостью 16 чисел (24 бита), управлялась перфолентой, работала в двоичной системе счисления, использовала трехадресную структуру команд. Была выполнена на механических элементах. Работа была завершена в 1938 году.
Работа над новой моделью (Z-2) Цузе проводил совместно с Гермунтом Шреем. Который был сторонником наиболее передовых электронных технологий. В качестве элементов использовались электромагнитные реле и электронно-вакуумные лампы. Был написано прошение о выделении средств (1500 электронных радиоламп) на создание ЭЭВМ на электронных лампах. НО денег на эти цели не нашлось. После освобождения от военной службы при финансовой поддержке германского авиационного исследовательского института в 1939-1941 году разрабатывается машина «Зет-3», которой было суждено стать первой программно-управляемой универсальной вычислительной машиной.
Основной недостаток машины: не было предусмотрено командно-условной передачи управления. Машина не могла решать сложные задачи с разветвленными алгоритмами.
Управление осуществлялось восьмиканальной перфолентой, структура команд – одноадресная, машина выполняла 10 арифметических команд -1, (9). Машина была чисто релейной. (2600 реле).
Память – 64 числа по 22 бита.
Применялась двоичная система счисления.
Показатель: сложение – вычитания быстро, умножение-деление 5.6 секунд.
В машине использовался клавишный блок использования чисел, вывод результатов производился на световое табло.
1942-1944 создается следующий вариант машины – ЗЕТ ЧЕТЫРЕ. Вводится команда условного перехода, машина оснащается развитой системой ввода-вывода. Четыре устройства для считывания перфолент, два ленточных перфоратора, печатающие машинки.
Машина ЗЕТ ТРИ – сгорела в 1944 во время бомбардировок. ЗЕТ ЧЕТЫРЕ – принято решение об эвакуации в Альпы, но Цузе отвез в сельскую местносеть. Пролежала несколько лет. Окончательно доработана и находилась в Швейцарии. В ФРГ и прочее Цузе признавался немцем года. Предлагали поехать зарубеж, отказался. Впервые им был разработан первый язык программирования высокого уровня – плаской.
Все 4 модели заново находятся в Германии.
4 направления деятельности К.Цузе:
Создание программно управляемой универсальной вычислительной машины на реле и ее дальнейшее совершенствование.
Создание специализированных вычислительных устройств, предназначенных для управления технологическими процессами. В период с 1942 года по 1944 год в эксплуатации находилось два вычислительных устройства (по 800 реле каждая), предназначенных для дистанционного измерения параметров крыла и устройства управления самолетов, снарядов ФАУ-1. Вычисление отклонения от проектных норм и оценки влияния этих отклонений на влияния на аэродинамику системы.
Во время войны было произведено 32000 самолетов снарядов ФАУ-1, с помощью которых производилась бомбардировка территории Великобритании. По финансовым расчетам 3-4 раза дешевле. Практически с минимальными потерями личного состава погибло порядком 60000 человек, были разрушены миллионы квадратных метров площадей.
О состоянии работ над машиной ЗЕТ ЧЕТЫРЕ был уведомлен Р.Линдой, чей отчет в научно-исследовательском управлении военно-морских сил США был опубликован в 1947 году. Явился первой публикаций о работе Цузе.
Третье направление – связано с теоретическими исследованиями по программированию и архитектуре машин.
Четвертое направление связано с применением электроники и вычислительной техники. Был создан макет арифметического устройства на 100 электронных ламп для работы с десятиразрядными числами.
По состоянию дел в США над работами над ЭВМ Цузе знал в ограниченном масштабе. Немецкая разведка получила фотографию машины МАРК-ОДИН и Цузе видел это фото. Для Цузе была полной неожиданностью публикация.
ЕНИАААК МЭЭЭНИАК
Вопросов нет.
Так. Дальше. Развитие электромеханических машин в США.
В 1938 году американский ученый Говард Анакен предложил проект создания вычислительной машины на механических элементах с программным управлением с использованием стандартных комплексов Германа Холлерита.
В 1939 году этим проектом заинтересовался президент фирмы АЙБИЭМ Троелсон (Уэлосон), и Анакен получил полную финансовую поддержку корпорации.
Работы велись в течение 5 лет. Машина получила название МАРК-ОДИН (автоматическая управляемая вычислительная машина).
Основной элемент машины – механические счетные колеса, приводимые в движение электромотором.
Для различных целей в ней широко используется электромагнитное реле. По характеристикам аналогична машине Чарльза Бебиджа.